Органическая (или биогенная) теория образования нефти в недрах ныне признана абсолютным большинством геологов и нефтяников. Почти все прогнозы и открытия новых месторождений делаются на ее базе. Однако из нее следует, что нефтяные ресурсы не возобновляются (точнее, для этого необходимы многие миллионы лет) и в обозримом будущем будут исчерпаны.
Неорганические (абиогенные) гипотезы полагают, что нефть образовалась из углеводородных газов, поступающих из недр. Углерод в составе мантии имеется, метан и углекислый газ обнаружены в выбросах вулканов. А поскольку масса мантии на несколько порядков больше, чем земной коры, соблазнительно предположить, что приток из глубин может пополнять наши нефтяные запасы. Периодически такие гипотезы с апломбом высказываются в СМИ. К сожалению, публичной отповеди им не дается, и они вводят в заблуждение и корреспондентов, и читателей.
Поэтому я и решил изложить здесь свою точку зрения на эти вопросы. Отмечу: я не геолог, не геохимик, я специалист по добыче нефти и газа, много занимался физической химией и физикой пласта. Поэтому сложными геологическими рассуждениями постараюсь читателя не томить, ограничусь простыми и понятными фактами.
- Кратко о горючих подземных ископаемых
Их всего шесть: уголь, торф, горючие сланцы, битум, нефть и газ. Четыре из них – твердые, двигаться под землей не могут. Нефть и газ в проницаемых пластах способны перемещаться и накапливаться в так называемых ловушках.
Уголь совершенно точно имеет органическое происхождение. В нем находят останки животных и растений, даже целые окаменелые деревья. Возраст самых древних углей 300-400 млн лет, они залегают на глубине до 2 км. Это продукт преобразования и уплотнения растительности древних лесов и болот. В отсутствии кислорода, из нее образуются твердые тяжелые углеводороды. В более глубоких пластах уголь обязательно содержит и газ (метан) в количестве до 40 м3/т. При сухой перегонке угля можно получить жидкость, близкую по составу к нефти.
Торф образуется при гниении болотной растительности при недостатке кислорода. Это начальная стадия образования некоторых видов углей, следующая – бурый уголь. Возраст торфяных залежей исчисляется не миллионами лет, а тысячелетиями, их формирование продолжается и поныне.
Горючие сланцы – это окаменевшие илы, сапропели. Они образовались примерно 450 млн лет назад на дне морей и содержат от 10 до 70 % органического вещества (керогена). При сухой перегонке дают смолы, близкие к нефтяным, и метановый газ.
Битумы – тяжелые, часто окисленные фракции нефти. Встречаются на поверхности, образуя т.н. асфальтовые озера (крупнейшее в Венесуэле имеет площадь 4 кв.км). Человек использует природные битумы тысячи лет, а в последние века сам производит их при нефтепереработке. Отмечу такой факт: при извлечении нефти из недр часть битумных фракций может оставаться в породе. Поэтому в поднятых образцах трещиноватых пород (кернах) часто вместо нефти обнаруживается битуминозность.
Залежи природного газа повсеместно найдены в осадочных породах. Самые глубокие (до 6500 м) находятся в США и на Украине, а самые крупные, наоборот, не слишком глубоко – в Сибири, Персидском заливе, Туркменистане. Не вызывает сомнений органическое происхождение метана в торфяных массивах, этот горючий «болотный газ» известен с давних времен. Глубже в составе газа могут содержаться и более тяжелые углеводороды (газовый конденсат). Открыто также немало газовых месторождений с конденсатом и нефтяной оторочкой, что косвенно указывает на их общее происхождение. Наконец, при низких температурах и высоких давлениях газ может находиться в пластах в твердой форме газовых гидратов; ресурсы их огромны, но добыча пока не выгодна.
Залежи нефти массово встречаются в осадочных породах на глубинах от 0 до 6 тыс. м. Но с увеличением глубины мы все чаще находим в пластах не нефть, а газ. На рис. 1 приведено количество нефтяных и газовых скважин, пробуренных в США на глубины свыше 4500 м. И если в интервале 4500-4800 м доля газовых скважин составляет 72,8%, то с ростом глубины до 6000 м она увеличивается до 94%, а при 6600 м составляет 98,7%.
Рис.1
Были сообщения о нефтяных притоках на огромных глубинах, но они пока не подтверждены эксплуатацией. Так, например, в 2009 г. BP объявила об открытии гигантского месторождения Tiber в Мексиканском заливе. По данным компании залежь находится на глубине 10-12 км от уровня моря при отметке дна 1,3 км. Анонсированные запасы (1,8 млрд т) сомнительны, ибо не могут быть достоверно оценены одной скважиной. К тому же достигшая рекордных глубин платформа Deepwater Horizon через год благополучно утонула, устроив рекордный открытый фонтан на другой площади Мексиканского залива.
Впрочем, определяющим фактором здесь является не глубина, а температура. Мне не известны нефтяные залежи с температурой 200оС или выше, и тому есть вполне исчерпывающее объяснение. При температурах 180-260оС происходит термическая деструкция нефтяных углеводородов, катализатором ее служат имеющиеся в породе минералы, в частности, алюмосиликаты. Конечным продуктом процесса является метан с примесями углекислоты и сероводорода. Обычно температура растет на 3оС при увеличении глубины на 100 м, следовательно, шансы найти нефть глубже 6000 м очень малы. Но все же не нулевые. Есть районы, где температура растет медленнее, там нефть может существовать на глубинах до 9 тыс. м.
С ростом глубины залегания изменяются свойства нефти. Чем дальше от поверхности, тем она более легкая, в ней меньше тяжелых (битумных, асфальтено-смолистых) фракций и больше растворенного газа. На глубинах 4-5 тыс. м газонасыщение нефти достигает 1000 м3/т, это в десятки раз выше, чем на малых глубинах.
Теперь, вооружившись этим минимумом информации, кратко изложу две концепции происхождения нефти.
2. Органическая теория
Первое предположение о биогенном происхождении нефти и угля высказал еще М.Ломоносов, а в конце XIX века эту гипотезу сформулировал немецкий химик К.Энглер. Но развил и нашел ей практическое применение советский академик И.Губкин; именно его прогнозы подтвердились открытием крупнейших месторождений Урала-Поволжья и Западной Сибири. Перечислю основные постулаты органической теории.
- Нефть и газ образуются из растительных и животных остатков, которые накапливаются в илах прибрежных морей и озер,
- При погружении осадков на глубины 1,5-2 км температура возрастает до 50-70оС, биологические процессы с образованием метана затухают,
- Следующее преобразование органических остатков происходит при погружении залежи на глубину 3-4 км, где температура достигает 120-150оС, именно здесь образуется вся гамма нефтяных углеводородов,
- Далее нефть по тектоническим разломам поступает в вышележащие проницаемые пласты и накапливается в ловушках, ограниченных сверху глинистыми породами,
- В случае дальнейшего погружения осадочных пород (4,5-6 км) при росте температуры до 200оС происходит термическая деструкция тяжелых углеводородов, образуются залежи с легкой нефтью, газоконденсатом или газом.
Органическая теория хороша тем, что позволяет оперировать расчетами. До нее нефть искали в предгорьях (Баку, Грозный), а И.Губкин обратил внимание на крупные осадочные бассейны. Зная объем осадков, примерное содержание органики можно подсчитать потенциал образования нефти в материнских породах, а уж потом искать ее в вышележащих горизонтах. Так и была открыта нефть Поволжья и Сибири.
Последним и самым непосредственным подтверждением органической теории стала эксплуатация сланцевых пластов. Они являются той самой нефтематеринской породой, в которой сейчас происходит образование нефти из органического вещества – керогена. В таблице приведены некоторые характеристики двух крупнейших сланцевых залежей.
Таблица
Видно, что обе залежи имеют аномально высокие давления и температуры. Коэффициент аномальности (это отношение пластового давления к гидростатическому) указывает на избыток пластовой энергии. А очень малые поры (они соизмеримы с молекулами асфальтенов) препятствуют фильтрации нефти за пределы залежей.
Схема дальнейшей миграции приведена на рис.2. Справа показан наиболее частый случай движения при тектонических подвижках. Нефть по трещинам уходит вверх и собирается в ловушке, под покрышкой непроницаемой породы.
Рис.2
Но, коль при образовании нефти растут температура и давление, они тоже способны деформировать пласты. Такой случай показан на рис. 2 слева. Отметим: при этом движение нефти может происходить и вверх, и вниз.
Сланцевые формации являются полной и всеобъемлющей иллюстрацией биогенной теории. Все они выше или ниже нефтематеринских пород содержат обычные залежи. Дополняет картину месторождение Eagle Ford (рис.3), где на глубинах до 2700 м нашли нефть, ниже, до 4000 м – газ с конденсатом, а еще глубже – сухой газ. Термическая деструкция углеводородов в природном исполнении.
Рис.3
3. Неорганическая теория
По привычке я называю ее «теорией», ибо лет 40 назад она соперничала с органической. Фактически это несколько гипотез, которые не получили подтверждения практикой. Предположения о неорганическом происхождении нефти высказывали Д.Менделеев, А.Гумбольдт, М.Бертло, более детально их прорабатывали Н.Кудрявцев и Т.Голд. Кратко изложу основные пункты.
1)Нефть и природный газ образуются из водорода и простейших соединений углерода (СО, СО2 , СН4) которые поступают из глубин Земли по тектоническим разломам,
2)При высоких температурах и давлениях из этих компонентов происходит синтез углеводородов парафинового ряда. Катализатором процесса являются соли металлов, например, железа:
ЗСО2 + 10Н2 = 6Н2О + С3Н8
3) Далее углеводороды мигрируют вверх, частично полимеризуются, образовавшаяся нефть накапливается в ловушках.
Долгое время главным аргументом неорганической теории являлся факт открытия нефти в породах кристаллического фундамента. Всего таких пластов найдено порядка тысячи, но это доли процента в общем числе нефтяных залежей. К тому же и у них поступление нефти из больших глубин не доказано; например, на крупном морском месторождении Белый Тигр (рис.4) породы фундамента в результате тектонической деятельности вынесло вверх, и вполне возможна боковая фильтрация из соседних осадочных пород. Кроме того, ранее мы уже отметили, что нефть может двигаться не только вверх, но и вниз.
Рис.4
А вот возражения против неорганической теории весьма существенны. Кратко их перечислю.
Реакция образования углеводородов в лабораторных условиях протекает при температурах 300-400оС, но в природе, увы, эти углеводороды разлагаются с образованием метана. Метан достоверно найден в выбросах вулканов, а вот нефть не найдена, она в них даже существовать не может.
Из простых соединений углерода можно получить предельные углеводороды (алканы), очень сложно – непредельные (алкены). А вот синтезировать из них в природных условиях ароматические углеводороды (арены) практически невозможно. Между тем их производные очень распространены в тканях растений и всегда в больших количествах (15-25%) содержатся в нефти.
Неорганическая теория полагает, что нефть надо искать в районах с интенсивной тектоникой. Однако, например, в Японии нефти нет совсем, хотя месторождения битумов имеются. Наоборот, огромные нефтяные запасы Западной Сибири найдены на равнине с очень слабыми тектоническими нарушениями. Можно допустить, что какая-то часть метана поступает из мантии при тектонических подвижках или извержениях, но и тут весьма сомнительна возможность его накопления в подземных пластах. Он должен быстро выходить на поверхность и далее в атмосферу.
Некоторые «доводы» нынешних сторонников неорганической теории вызывают улыбку. Вот пример. Грозненские промыслы дважды на длительный срок останавливались из-за военных действий. После возврата в эксплуатацию дебиты скважин оказались более высокими, что трактуется как доказательство пополнения нефтяных запасов из глубин Земли.
Миоценовые залежи Чечено-Ингушетии мне хорошо знакомы. Они открыты еще в XIX веке, и всегда эксплуатировались на истощение. Залежи имеют слабый подпор пластовых вод, но отборы обводненной нефти были так велики, что давления в скважинах снизились до атмосферного. За время длительного простоя приток воды повысил пластовое давление; соответственно, увеличились дебиты. К тому же ниже миоценовых в 1956 году были открыты богатые мезозойские залежи. Из них добыто 300 млн т нефти, сейчас они полностью выработаны, и никакая подпитка из неведомых глубин там не обнаружилась.
4.Резюме
Концепция органического происхождения нефти, в отличие от других, была убедительно подтверждена практикой. Все горючие ископаемые образовались из древних организмов, их запасы сосредоточены в осадочных породах и являются невозобновляемым ресурсом. Однако из этого вовсе не следует, что человечество уже в ближайшие 10-20 лет столкнется с острым дефицитом топлива. Просто заканчивается период дешевой нефти, и начинается эпоха нефти дорогой и трудной.
Геологические запасы крупнейшей в мире сланцевой формации Green River оцениваются в 380 млрд т нефти. Это в 1,5 раза больше всех мировых доказанных запасов. Извлечь их пока нельзя. Но еще 20 лет назад сланцевая нефть вообще не добывалась.
Мировые запасы высоковязкой нефти оцениваются в 810 млрд т. Они учитываются на балансах с коэффициентом нефтеотдачи примерно 10%, но и его добиться пока не удается. Оцените поле деятельности для нефтяной науки. Отдача сланцевых пластов еще ниже.
Наконец, при нынешних нефтяных ценах становится выгодно получение жидких нефтяных углеводородов из газа и угля. А их запасы кратно превышают нефтяные.
Мир быстро меняется. Еще 20 лет назад все считали, что нефти – завались, девать некуда, и бездумно ее расходовали. Теперь придется эту позицию пересмотреть и вместо погони за большой прибылью озаботиться рачительным использованием того, что имеется. Оно и к лучшему: что легко дается, мало ценится.
Комментарии
Это пожалуйста. Но пока крупные нефтяные провинции были открыты на базе органической теории. И хрен с маслом - открыт на базе всех остальных....
Это естественно. Потому что про внутреннее строение Земли толком еще никто ничего не знает. только гипотезы.
Откажитесь от своего мнения - где вы предполагаете появление в о рганизме никотиновой кислоты посредством курения табака.
И не подумаю. Эта реакция есть в справочнике химика.
Она настолко ничтожна с условием - что иногда я прибегаю к димедролу
Не знаю, как с нефтью, но для меня теория Ларина подтверждается постоянным увеличением количества воды на Земле. Если бы количество воды было постоянным, постоянное поступление NaCl со стоком рек привело бы к сегодняшнему уровню солености океанов примерно за 60 млн. лет. Отсюда выводы - либо постояннное поступление "синтезированной" воды из глубины Земли, либо нашим океанам всего 60млн лет.
Подобные расчеты надо тщательно проверять. Там наверняка есть спорные допущения.
Во-во. Особенно тщательно проверь запасы томатной пасты из Китая. Ну и не только.
Либо значительная часть солей перерабатывается морскими обитателями на формирование своих скелетов. А после после смерти владельца, скелетпадает на морское дно, где соль уже находится в нерастворимом виде.
Так в школе объясняли.
Выше Вы упоминаете про алюмосиликаты как катализаторы термической деструкции УВ, Но они же при 300-400 град являются катализаторами (убогими конечно , но где-нибудь в недрах может найтись платина-кобальт-никель для промотирования) риформинга. Т.е. в каких-то небольших масштабах процесс может иметь место?
Если что, я не сторонник)
Понимаете, "может быть" - это не доказательство, это гипотеза. А нужны доказательства. Но и нет.
Согласно абиогенной теории, катализаторами образования нефти могут выступать сидерит (FeCO3) или пирит (FeS), а также доломиты CaCO₃•MgCO₃ .Которых кстати (сидерита и пирита) достаточно в нефтематеринских породах , в той же баженовской свите.
какое громкое и голословное утверждение!... впрочем, каждый кулик своё болото хвалит, тут всё ясно
однако есть и другие мнения, причём мнения учёных-геологов, а не "специалистов по добыче нефти и газа"
отсюда: https://regnum.ru/news/2199131.html
Я ссылаюсь на эту работу. она совершенно бредовая. одно "доказательство" (о нефти с глубин в Чечне) я уже разоблачил в этой статье.
Могу опровергнуть и другое: Хабберт не учитывал возможность добычи нефти из трудноизвлекаемых пластов и шельфа. Эти запасы в его расчетах отсутствовали, и разумеется, пик добычи нефти в США он предсказал преждевременно.
Если человек этого не хочет видеть - он не заслуживает внимания.
Все остальное у него - "возможное", но ни одним фактом не доказанное...
А как же тогда?
1)2CH4----->(t=1500°C) C2H2+3H2
2)3C2H2--->(t=600°C) C6H6
Обе реакции обратимы при этих температурах. https://znanija.com/task/2108615
В производстве продукты отгоняют. А в земле - некому.
Спасибо, я себе в закладки заберу!
Благодарю.
Как раз провели в сентябре конференцию «Генезис, миграция и формирование месторождений углеводородного сырья в контексте их поиска, разведки и разработки» (ООО "ВолгоУралНИПИгаз", Оренбург). Я - зам председателя орг. комитета и модератор конференции. Сторонники неорганической теории образования углеводородов были представлены слабо. Тимурзиев приехать не смог. Овчинников оперировал старыми данными. Был и тематический круглый стол "Проблемные вопросы генезиса, миграции и формирования месторождений углеводородного сырья". Основной доклад на эту тему мой. Проблем много. Но выпуск сборника докладов задерживается.
Удалось провести и тематическое заседание круглого стола: «Месторождения медистых песчаников и сланцев Башкирско-Оренбургской меденосной области. Новые фактические данные, гипотезы, мнения». Это в связи с тем, что я начал копать под "Каргалинский горно-металлургический центр бронзового века".
http://orensteppe.org/events/64-2017-04-18-06-05-26/847---q--------q
Тимурзиев уже протестует на меня в редакцию "Самотлор-Экспересс". Обещает представить аргументы против. С удовольствием их послушаю.
Он суперактивен. Делит коллег на две группы. Первая - оголтелые неорганики. Вторая - все остальные.
Приходилось встречать таких на форумах.... Помню они бились на поиски нефти в Курганской области, но ничего не нашли....
Там большие работы сделал Конторович. Под его руководством "обобщили" весь керн. Но с результатами поисковых работ я не знаком. Теперь знаю. Спасибо.
К сожалению "ничего не нашли" в новом районе теперь будет не менее 4 к 1. Мы тоже раскручиваем складчатый Урал (в пределах Оренбургской области). Решили общими силами написать еще одну статью по перспективам нефтегазоносности. Понятно, что дело тяжелое.
В Кургане бурили на фундамент, он там (ЕМНИП) на глубине порядка 3600 м. Одна скважина сухая, вторую не добурили. Больше денег не дали.
А в среднем сколько скважин бурить приходится ?
П.С.Не нашли 1 скважиной = нету ? ололо
Поисковых скважин и бывает - 1, максимум 2. остальные - разведочные, они оконтуривают уже найденную залежь.
А если поисковая скважина пробурена в центр поднятия, и нашла воду, то другие бурить бесполезно, найдете ту же воду.
А параметрические бурили ? А опорные ?
Поскольку бурение скважин чрезвычайно дорого и трудозатратно, непосредственно к бурению в процессе поиска нефтяных месторождений приступают на как можно более поздней стадии изучения недр, когда шансы на открытие нового месторождения наиболее высоки. При этом как бы тщательно ни были проведены предварительные исследования, всегда остается достаточно высокая вероятность, что скважина окажется «сухой».
"максимум 2"
Лол просто лол.
Разумеется. Район вообще неплохо изучен: рядом в новосибирской области нефть есть, но мало, в Томской (на юге) - побольше, в Омской - совсем пустяк., а в Тюменской - прилично, Уватский проект, хотя и к северу.
В Кургане был поиск на мезозой.примерно 12-16 скважин ничего не дали, а потом решили попробовать фундамент, он поглубже. Но тоже не нашли.
На фундамент бурили концептуальную" скважину. Обобщили данные бурения (прежде всего керн) по фундаменту юга Западной Сибири. Обосновали его возможные перспективы нефтегазоносности. Наметили точку, в которой можно проверить научные прогнозы. Но результаты бурения их не подтвердили. Теперь к этому вопросу вернутся через несколько лет.
Спасибо, очень интересно.
Ну, вообще то, Дмитрий Иванович указывал на вероятный синтез нефти из карбидов металлов взаимодействующих с водой. А при таком развитии событий ароматика получается запросто.
Это Менделеев, но гипотеза была отвергнута еще при его жизни. Существование этих карбидов ничем не подтверждено.
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
Скажите любезный сколько нужно органики для получения 1 тонны нефти?
И как быть с водородом периодически выходящем на поверхность ?
Ну вот смотрите: в сланцевых пластах на 2,8% нефти приходится 11,7 % керогена. Это и есть органика. Следовательно, примерно 5 :1.
Что касается водорода, то любые газы путем эманации поднимаются из недр земли на поверхность. Водород, СО2, метан и др. Их определяют химически в количествах порядка 0,00000001 г/л.
Давайте попробуем еще раз.
Сколько кг условной говядины нужно для получения 1 тонны керогена ?
А давайте попробуем не валять дурака?....
В чем дело это ведь должно быть простой вопрос ?
Ведь все достоверно подсчитано?
С чего вдруг все решили, что керогены образуются только из органических отложений ?
Кероген легко получить из синтеза водорода, углерода и без органики.
https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/2364/Кероген
Ну вы внесли большую ясность в органическое происхождение нефти кивая на кероген ))
Ваш источник :
Вы все правильно поняли. Кероген - изначально, по определению - природное органическое вещество. затем понятие сместили на органическое вещество в подземных пластах. И только потом стали причислять к нему прочие полимеры.
Ну он же уже тут набредил, что теория Ларина не подтверждена, значит водорода на Земле нет!
Не надо глупостей писать. Будете продолжать - удалю с поля.
Он уже писал
Т.е. 100 кг нефти из тонны органики. А есть еще угли, сланцы, газы.. В общем, у нас прямо не планета а какой-то органический кипящий котёл.
Так оно и есть. Органику на Землю не с Марса же надуло, Но сторонники органической теории углеводородов, находя в них органику, никак не желают это учитывать. Тут играем, тут рыбу заворачивали...
Ну с марса не с марса, а ежегодно из космоса на Землю "надувает" миллионы тонн органических веществ. В том числе и нуклеобазов, основы РНК и ДНК. Но, вообще, тогда проблема решена. Берем 100 кило силоса, закапываем, накидываем сверху 30 тонн булыжников, чтоб, значит, давление создать, через пару лет выкачиваем 20 кило нефти. Так выходит?
Ну да, из космоса надувает основы. Принято считать их органикой. Проблема решена, расходимся.
Тут нужна ссылка на достоверный источник.
Так ведь толщина осадочного чехла земли достигает 15 км... Там есть где поместиться...
Страницы